Gli spettrometri a fibra ottica solitamente utilizzano la fibra ottica come accoppiatore di segnale, che sarà accoppiato fotometricamente allo spettrometro per l'analisi spettrale.Grazie alla comodità della fibra ottica, gli utenti possono essere molto flessibili nel costruire un sistema di acquisizione dello spettro.
Il vantaggio degli spettrometri a fibra ottica è la modularità e la flessibilità del sistema di misurazione.Il microspettrometro a fibra otticada MUT in Germania è così veloce che può essere utilizzato per l'analisi online.Inoltre, grazie all'uso di rilevatori universali a basso costo, il costo dello spettrometro è ridotto e quindi anche il costo dell'intero sistema di misurazione.
La configurazione di base dello spettrometro a fibra ottica è costituita da un reticolo, una fessura e un rilevatore.I parametri di questi componenti devono essere specificati al momento dell'acquisto dello spettrometro.Le prestazioni dello spettrometro dipendono dalla precisa combinazione e calibrazione di questi componenti, dopo la calibrazione dello spettrometro a fibra ottica, in linea di principio, questi accessori non possono subire alcuna modifica.
Introduzione alla funzione
grata
La scelta del reticolo dipende dalla gamma spettrale e dai requisiti di risoluzione.Per gli spettrometri a fibra ottica, l'intervallo spettrale è solitamente compreso tra 200 nm e 2500 nm.A causa della necessità di una risoluzione relativamente alta, è difficile ottenere un ampio intervallo spettrale;Allo stesso tempo, maggiore è la risoluzione richiesta, minore è il flusso luminoso.Per i requisiti di risoluzione inferiore e intervallo spettrale più ampio, la scelta abituale è il reticolo da 300 linee/mm.Se è necessaria una risoluzione spettrale relativamente alta, è possibile ottenerla scegliendo un reticolo con 3600 linee/mm, oppure scegliendo un rivelatore con una maggiore risoluzione in pixel.
fessura
La fessura più stretta può migliorare la risoluzione, ma il flusso luminoso è minore;D'altra parte, fenditure più ampie possono aumentare la sensibilità, ma a scapito della risoluzione.In diversi requisiti applicativi, viene selezionata la larghezza della fessura appropriata per ottimizzare il risultato complessivo del test.
sonda
Il rilevatore determina in qualche modo la risoluzione e la sensibilità dello spettrometro a fibra ottica, la regione sensibile alla luce sul rilevatore è in linea di principio limitata, è divisa in molti piccoli pixel per un'alta risoluzione o divisa in meno pixel ma più grandi per un'alta sensibilità.Generalmente, la sensibilità del rilevatore CCD è migliore, quindi è possibile ottenere una risoluzione migliore senza sensibilità in una certa misura.A causa dell'elevata sensibilità e del rumore termico del rilevatore InGaAs nel vicino infrarosso, il rapporto segnale-rumore del sistema può essere effettivamente migliorato mediante la refrigerazione.
Filtro ottico
A causa dell'effetto di diffrazione multistadio dello spettro stesso, l'interferenza della diffrazione multistadio può essere ridotta utilizzando il filtro.A differenza degli spettrometri convenzionali, gli spettrometri a fibra ottica sono rivestiti sul rilevatore e questa parte della funzione deve essere installata in fabbrica.Allo stesso tempo, il rivestimento ha anche la funzione antiriflesso e migliora il rapporto segnale-rumore del sistema.
Le prestazioni dello spettrometro sono determinate principalmente dalla gamma spettrale, dalla risoluzione ottica e dalla sensibilità.Una modifica a uno di questi parametri influirà solitamente sulle prestazioni degli altri parametri.
La sfida principale dello spettrometro non è massimizzare tutti i parametri al momento della produzione, ma fare in modo che gli indicatori tecnici dello spettrometro soddisfino i requisiti prestazionali per le diverse applicazioni in questa selezione dello spazio tridimensionale.Questa strategia consente allo spettrometro di soddisfare i clienti ottenendo il massimo rendimento con il minimo investimento.La dimensione del cubo dipende dagli indicatori tecnici che lo spettrometro deve raggiungere e la sua dimensione è correlata alla complessità dello spettrometro e al prezzo del prodotto spettrometro.I prodotti spettrometrici dovrebbero soddisfare pienamente i parametri tecnici richiesti dai clienti.
Gamma spettrale
Spettrometricon un intervallo spettrale più piccolo solitamente forniscono informazioni spettrali dettagliate, mentre gli intervalli spettrali più ampi hanno una gamma visiva più ampia.Pertanto, l'intervallo spettrale dello spettrometro è uno dei parametri importanti che devono essere chiaramente specificati.
I fattori che influenzano la gamma spettrale sono principalmente il reticolo e il rilevatore, e il reticolo e il rilevatore corrispondenti vengono selezionati in base ai diversi requisiti.
sensibilità
Parlando di sensibilità, è importante distinguere tra sensibilità in fotometria (la più piccola intensità del segnale che aspettrometropuò rilevare) e sensibilità stechiometrica (la più piccola differenza di assorbimento che uno spettrometro può misurare).
UN.Sensibilità fotometrica
Per le applicazioni che richiedono spettrometri ad alta sensibilità, come fluorescenza e Raman, consigliamo gli spettrometri a fibra ottica SEK termoraffreddati con rilevatori CCD a matrice bidimensionale da 1024 pixel termoraffreddati, nonché lenti condensatrici del rilevatore, specchi dorati e ampie fessure ( 100μm o più).Questo modello può utilizzare lunghi tempi di integrazione (da 7 millisecondi a 15 minuti) per migliorare la potenza del segnale e può ridurre il rumore e migliorare la gamma dinamica.
B.Sensibilità stechiometrica
Per rilevare due valori del tasso di assorbimento con ampiezza molto vicina, è richiesta non solo la sensibilità del rilevatore, ma anche il rapporto segnale-rumore.Il rilevatore con il rapporto segnale-rumore più elevato è il rilevatore CCD a matrice bidimensionale refrigerato termoelettrico da 1024 pixel nello spettrometro SEK con un rapporto segnale-rumore di 1000:1.La media di più immagini spettrali può anche migliorare il rapporto segnale-rumore e l'aumento del numero medio farà sì che il rapporto segnale-rumore aumenti alla velocità della radice quadrata, ad esempio, la media di 100 volte può aumentare il rapporto segnale-rumore di 10 volte, raggiungendo 10.000:1.
Risoluzione
La risoluzione ottica è un parametro importante per misurare la capacità di scissione ottica.Se hai bisogno di una risoluzione ottica molto elevata, ti consigliamo di scegliere un reticolo con 1200 linee/mm o più, insieme ad una fessura stretta e un rilevatore CCD da 2048 o 3648 pixel.
Orario di pubblicazione: 27 luglio 2023